S GIO DC V O TO LO CAI
TRNG TRUNG HC PH THễNG S 1 SI MA CAI


Sáng kiến kinh nghiệm
Phơng pháp giải một số dạng bài tập di truyền học
quần thể

Họ và tên: Phan Trọng Khơng
Tổ: Sinh -Hóa - Địa - TD - QPAN
Trờng: THPT số 1 Si Ma Cai


Si Ma Cai, tháng 03 năm 2014
PHẦN THỨ NHẤT. MỞ ĐẦU
I. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Trong chương trình sinh học 12, phần bài tập di truyền học quần thể là rất khó
đối với học sinh. Trong sách giáo khoa chỉ trang bị kiến thức lí thuyết mà không
trang bị kiến thức về phương pháp giải bài tập. Học sinh gần như không có thời
gian để rèn luyện về cách giải bài tập mảng di truyền học quần thể.
Bên cạnh thực tế đó, những năm gần đây phần bài tập di truyền quần thể
lại rất phổ biến trong các đề thi tốt nghiệp THPT, thi đại học, thi học sinh giỏi,
…Khi va chạm với dạng bài tập này, các học sinh gặp rất nhiều khó khăn, lúng
túng. Riêng với đối tượng học sinh các trường đại trà, trường vùng sâu, vùng xa,
… phần lớn học sinh có học lực trung bình, yếu thì việc giảng dạy, truyền đạt
của giáo viên trở nên khó khăn vất vả vô cùng mà hiệu quả đạt được vẫn chưa
cao. Nhiều học sinh vận dụng lí thuyết để giải bài tập một cách mơ hồ, lúng
túng, không có cơ sở khoa học.
Để làm rõ cơ sở lí thuyết vận dụng trong phương pháp giải bài tập và những
điểm cần lưu ý giúp học sinh dễ hiểu từ đó tự tin hơn trong quá trình làm bài tôi
mạnh dạn đề xuất“ phương pháp giải một số dạng bài tập phần di truyền học

- Trao đổi cùng động nghiệp, rút kinh nghiệm, bổ sung kiến thức.
VII. THỜI GIAN NGHIÊN CỨU
- Năm học 2013 – 2014

3


PHẦN THỨ HAI. NỘI DUNG
Chương I. CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI
1. Các đặc trưng di truyền của quần thể
- Mỗi quần thể là một cộng đồng có một lịch sử phát triển chung, có thành
phần kiểu gen đặc trưng và tương đối ổn định. Về mặt di truyền học, người ta
phân biệt quần thể tự phối và quần thể giao phối.
- Quần thể là một tập hợp cá thể cùng loài, chung sống trong một khoảng
không gian xác định, trải qua thời gian nhất định, giao phối với nhau sinh ra thế
hệ sau (quần thể giao phối) và được cách ly ở một mức độ nhất định với các
nhóm cá thể lân cận cũng thuộc loài đó.
- Mỗi quần thể được đặc trưng với một vốn gen nhất định. Vốn gen là toàn bộ
các alen có trong quần thể ở một thời điểm xác định. Các đặc điểm của vốn gen
được thể hiện qua tần số alen và tần số kiểu gen của quần thể  mỗi quần thể được
đặc trưng bơi tần số tương đối của các alen và các kiểu gen.
- Tần số tương đối của một alen của một gen nào đó được tính bằng tỉ lệ
giữa số lượng alen đó trên tổng số alen của các loại alen khác nhau của gen đó
trong quần thể lại một thời điểm xác định.
- Tần số của một kiểu gen là tỉ số cá thể có kiểu gen đó trên tổng số cá thể
trong quần thể.
- Phương pháp tính tần số tương đối của các alen:
Vận dụng các công thức:
* p = d + h/2
* q= r + h/2

2

bằng 1 - ( ) n
2.2. Đặc điểm di truyền của quần thể tự phối và giao phối gần
- Trải qua nhiều thế hệ tự phối các gen ở trạng thái dị hợp tử chuyển dần
sang trạng thái đồng hợp, làm tăng thể đồng hợp, giảm thế dị hợp, triệt tiêu ưu
thế lai, sức sống giảm.
- Trong các thế hệ con cháu của một cây tự thụ phấn liên tục sự chọn lọc
không mang lại hiệu quả.
3. Cấu trúc di truyền của quần thể ngẫu phối
- Ở các loài giao phối, quần thể là một nhóm cá thể cùng loài, trải qua
nhiều thế hệ đã cùng chung sống trong khoảng không gian xác định, trong đó có
các cá thể giao phối tự do với nhau và được cách li ở mức độ nhất định với các
nhóm cá thể lân cận cũng thuộc loài đó.
- Định luật Hacđi – vanbec: Trong những điều kiện nhất định thì trong
lòng một quần thể giao phối, tần số tương đối các alen của mỗi gen có khuynh
hướng duy trì không đổi từ thế hệ này sang thế hệ khác.
- Điều kiện nghiệm đúng định luật Hacđi – Vanbec:
+ Phải là quần thể giao phối tự do.
+ Số lượng cá thể trong quần thể phải lớn và không xuất hiện biến động di truyền.
+ Giá trị thích nghi của các kiểu gen khác nhau (AA, Aa, aa) xem như giống nhau.
+ Không có áp lực của đột biến cũng như không có sự di nhập các đột
biến từ quần thể khác.
- Ý nghĩa định luật Hacđi – Vanbec:
+ Về lí luận: Định luật giải thích vì sao trong thiên nhiên có các quần thể
được ổn định trong thời gian dài.
+ Về thực tiễn: Từ tần số tương đối các alen đã biết, ta có thể dự đoán
kiểu gen, tỉ lệ kiểu hình của quần thể. Biết tần số kiểu hình ta xác định được tần
số tương đối của các alen và tỉ lệ các kiểu gen.
- Các nhân tố làm biến đổi thành phần kiểu gen của quần thể gồm: quá

+ Gọi d là thể đồng hợp trội (AA)
+ Gọi h là thể dị hợp (Aa)
+ Gọi r là thể đồng hợp lặn (aa)
+ Gọi n là số thế hệ tự phối; ( với d + h + r = 1)
1.1. Dạng thứ nhất: Quần thể ban đầu chỉ có 1 kiểu gen
* Nếu quần thể ban đầu chỉ có 1 kiểu gen thì có 3 loại:
- Loại kiểu gen AA: Khi tự thụ phấn cho ra dòng thuần chủng trội
- Loại kiểu gen aa: Khi tự thụ phấn cho ra dòng thuần chủng lặn
- Loại kiểu gen Aa:
+ Nếu quần thể tự phối ban đầu chỉ có 1 kiểu gen dị hợp thì:
1
2

Tỉ lệ dị hợp = ( ) n
1
2

Tỉ lệ đồng hợp = 1 - ( ) n

( n: là số thế hệ tự phối)

* Bài toán: Ở một quần thể thực vật tại thế hệ P 0 có 100% thể dị hợp về kiểu
gen Aa nếu bắt buộc tự thụ phấn qua 3 thế hệ thì có tỉ lệ thể dị hợp và thể đồng
hợp là bao nhiêu?
Giải:
Áp dụng công thức:
1
2

Tỉ lệ dị hợp = ( ) n

( ) 2 .100%= 25%
2
1
( ) 3 .100% = 12,5%
2

0%
1 1

1 − ( 2 )  .100% = 50%
1 2

1 − ( 2 )  .100% = 75%
1 3

1 − ( 2 )  .100% = 87,5%

1.2. Dạng thứ hai: Quần thể ban đầu có kiểu gen AA và Aa hoặc AA ; Aa ;
aa hoặc Aa và aa thì ta đa về dạng tổng quát: dAA : hAa : raa ( với d + h + r
= 1; n: là số thế hệ tự phối )
Ta có:
1
2

Tỉ lệ thể dị hợp (Aa) = ( )n × h
n

1
1−  ÷
Tỉ lệ thể đồng hợp (AA) =

= 71,75%
2
2
d +   ×h
2
2
n
1
1
50 − ( ) 3 .50%
1−  ÷
- Tỉ lệ thể đồng hợp (aa) =
= 0% +
= 21,875%
2
2
r +   ×h
2
2

- Tỉ lệ thể dị hợp (Aa) = ( )n × h = ( )3 .h = ( )3 .50% = 6, 25%

b. Bài toán 2: Một quần thể động vật có 70% là thể dị hợp (Aa), 20% là thể
đồng hợp lặn (aa). Nếu cho tự thụ phấn qua 5 thế hệ thì tỉ lệ % thể đồng hợp trội,
thể đồng hợp lặn, thể dị hợp là bao nhiêu?
Giải:

7



2
2
= 63,90625%
r +   ×h
2
2

c. Bài toán 3: Một quần thể thực vật ở thế hệ ban đầu có 25% kiểu gen AA,
50% kiểu gen Aa, 25% kiểu gen aa. Nếu cho tự thụ phấn bắt buộc qua 3 thế hệ
thì tỉ lệ % thể đồng hợp trội, thể đồng hợp lặn, thể dị hợp là bao nhiêu ?
Giải:
n

1
1
50% − ( ) 3 .50%
1−  ÷
- Thể đồng hợp trội (AA) =
= 25% +
= 46,875%
2
2
d +   ×h
2
2
1 n
1 3
- Thể dị hợp (Aa) = ( ) × h = ( ) .50% = 6,25%
2
2

p2(AA)
Pq(Aa)

Pq(Aa)
q2(aa)

Cái
p(A)
q(a)

cấu trúc di truyền của quần thể: p2(AA) + 2Pq(Aa) + q2(AA) = 1
Do vậy p(A) = p2 + pq; q(a) = q2 + pq
a. Hai alen nằm trên NST thường
a.1.Trường hợp trội hoàn toàn:

Ví dụ: A là trội hoàn toàn so với a.
8


Bài toán 1: Xác định tần số tương đối của các alen A, a cho biết cấu trúc di
truyền của mỗi quần thể như sau:
a. Quần thể 1: 0,64 AA + 0,32 Aa + 0,04 aa = 1
b. Quần thể 2: 0,91 AA + 0,18 Aa + 0,01 aa = 1
c. Quần thể 3: 0,49 AA + 0,42 Aa + 0,09 aa = 1
Giải:
a. Gọi p(A): tần số tương đối của alen A.
q(a) : Tần số tương đối của alen a.
Ta có: p(A) + q(a) = 1
p(A) = 0,64 + (0,32 : 2) = 0,8
q(a) = 1 – 0,8 = 0,2

Ví dụ: Ở ruồi giấm, A quy định mắt đỏ trội hoàn toàn so với a quy định
mắt trắng, gen chỉ liên kết với NST giới tính X, không có alen trên Y. Một quần
thể ruồi giấm có: 250 con đực mắt trắng, 250 con đực mắt đỏ, 250 con cái mắt
đỏ thuần chủng, 250 con cái mắt đỏ dị hợp. Tìm tần số alen của quần thể trên..
Giải:
Theo giả thiết ta có:
- 250 con đực mắt trắng có kiểu gen: XaY  có 250 Xa
- 250 con đực mắt đỏ có kiểu gen: XAY  có 250 XA
- 250 con cái mắt đỏ thuần chủng có kiểu gen: XAXA  có 500 XA
- 250 con cái mắt đỏ dị hợp có kiểu gen: XAXa  có 250 XA và 250 Xa
Vậy tổng số alen của quần thể là: 500 alen Xa + 1000 alen XA = 1500
Tần số alen a của quần thể là: 500/1500 = 0,03
9


Tần số alen A của quần thể là: 1000/1500 = 0,67
b.2. Trường hợp trội không hoàn toàn
Trường hợp này thường có nhiều kiểu gen và kiểu hình vì một số gen chỉ
liên kết trên NST giới tính X không có alen trên Y nên con đực chỉ cần 1 alen đã
biểu hiện thành kiểu hình.
Ví dụ: Ở loài mèo nhà, cặp D, d quy định màu lông nằm trên NST giới
tính X (DD: lông đen; Dd: tam thể; dd: lông vàng ). Trong 1 quần thể mèo ở
LuânĐôn người ta ghi được số liệu về các kiểu hình như sau:
Loại
Mèo đực
Mèo cái

Đen
311
277

Tần số của alen D: 919 : 1029 = 0,893
Tần số của alen d: 1-0,893 = 0,107.
* Xét 1 gen có ba alen: (gen quy định các nhóm máu hệ O, A, B có alen IA, IB, Io)
+ Gọi p(IA): Tần số tương đối của alen IA.
q(IB): Tần số tương đối của alen IB
r(Io): Tần số tương đối của alen Io
p(IA) + q(IB) + r (Io) = 1.
+ Sự tổ hợp của 3 alen với tần số tương đối nói trên theo bảng sau:
Đực

p(IA)

q(IB)

r(IO)

p2 (IAIA)
pq(IAIB)
pr (IAIO)

pq(IAIB)
q2 (IBIB)
qr (IBIO)

pr (IAIO)
qr (IBIO)
r2 (IOIO)

Cái
p(IA)

AB
0
Kiểu gen
I^I^ + I^Io
IBIB + IBIo
IAIB
IoIo
Tần số kiểu hình p2 + 2pr = 0,24 q2 + 2qr = 0,35 2pq = 0,4
r2 = 0,01
+ Ta có : r2 = 0,01 = (0,1)2 r = 0,1
+ q2 + 2qr + r2 = 0,35 + 0,01 = 0,36 = (0,6)2
+ (q + r)2 = (0,6)2 q + r = 0,6 q = 0,6 – 0,1 = 0,5
Từ (*) p = 1 – (q + r) = 1 – (0,5 + 0,1) = 0,4
+ Cấu trúc di truyền của quần thể :
p2I^I^ + 2prI^I0 + q2IBIB + + 2qrIBI0 + 2pqIAIB + r2I0I0 = 1
0,16I^I^ + 0,08I^I0 + 0,25IBIB + 0,1IBIo + 0,4 IAIB + 0,01I0I0 = 1
b. Số lượng người máu A đồng hợp :
14500 x 0,16 – 2320 người
Bài toán 2: Khi khảo sát về nhóm máu của một quần thể người có cấu trúc di
truyền sau: 0,25 (IAIA) + 0,20 (IAIo) + 0,09 (IBIB) + 0,12 (IBIo) + 0,30 (IAIB) + 0,04
(IoIo) = 1
Xác định tần số tương đối của các alen IA, IB, Io.
Giải:
A
A
+ Gọi : p(I ) : tần số tương đối alen I
q(IB): tần số tương đối alen IB
r(I0): tần số tương đối alen I0
p(IA) + q(IB) + r(I0) = 1
p(IA) = 0,25 + 0,2/2 +0,3/2 = 0,5

+ Tỉ lệ kiểu hình của quần thể 2 : 96% cây quả ngọt, 4% cây quả chua.
+ Quần thể 2 đạt trạng thái cân bằng di truyền.
Bài toán2: Lúc đạt trạng thái cân bằng di truyền, quần thể 1 có tần số tương đối
của alen A = 0,6 ; quần thể 2 có tần số tương đối của alen a = 0,3. Quần thể nào
có tỉ lệ cá thể dị hợp tử cao hơn và cao bao nhiêu % ?
Giải:
+ Xét quần thể 1 : tần số tương đối p(A) = 0,6 q(a) = 1 – 0,6 = 0,4
Cấu trúc di truyền của quần thể 1 : 0,36 AA + 0,48 Aa + 0,16 aa = 1.
+ Xét quần thể 2 : tần số tương đối q(a) = 0,3 p(A) = 1 – 0,3 = 0,7.
Cấu trúc di truyền quần thể 2 : 0,49 AA + 0,42 Aa + 0,09 aa = 1.
Vậy tỉ lệ cá thể dị hợp tử của quần thể 1 cao hơn quần thể 2 :
0,48 – 0,42 = 0,06 = 6%.
Bài toán 3: Cho hai quần thể giao phối có cấu trúc di truyền sau :
Quần thể 1 : 0,6 AA : 0,2Aa : 0,2aa.
Quần thể 2 : 0,0225 AA : 0,2550 Aa : 0,7225 aa.
a. Quần thể nào đạt trạng thái cân bằng di truyền.
b. Muốn quần thể chưa cân bằng di truyền (nếu có) đạt trạng thái cân bằng phải
có điều kiện gì ? Lúc đó cấu trúc di truyền của quần thể sẽ như thế nào ?
Giải:
a. Quần thể 1 chưa đạt cân bằng di truyền vì :
12


0,6. 0,2 ≠ (0,2 : 2)2
0,12 ≠ 0,01
Quần thể 2 đạt cân bằng di truyền vì :
0,0225 . 0,7225 = (0,225 : 2)2 = 0, 01625625.
c. + Muốn quần thể 1 đạt cân bằng di truyền ta cho ngẫu phối.
+ Tần số tương đối các alen của quần thể 1 : p(A) = 0,6 + (0,2 : 2) = 0,7.
q(a) = 1 – 0,7 = 0,3

1. Cấu trúc di truyền của quần thể gà nói trên có ở trạng thái cân bằng không ?
2. Quần thể đạt trạng thái cân bằng di truyền với điều kiện nào ?
Xác định cấu trúc di truyền của quần thể khi đạt trạng thái cân bằng.
Giải:
1. Trạng thái cân bằng của quần thể :
+ Tỉ lệ giữa các loại kiểu hình của quần thể :
* Gà lông xoăn nhiều : 41% = 0,41 ; gà lông xoăn vừa : 58% = 0,58.
* Gà lông xoăn ít : 1% = 0,01.
+ Cấu trúc di truyền của quần thể nói trên :
13


0,41 AA : 0,58Aa : 0,01aa.
+ Cấu trúc di truyền của quần thể này chưa đạt trạng thái cân bằng, vì :
0,41 x 0,01 ≠ (0,58 : 2)2
0,0041 ≠ 0,0841.
2. Điều kiện để quần thể đạt trạng thái cân bằng di truyền :
+ Cho các cá thể trong quần thể ngẫu phối.
+ Gọi p(A) : Tần số tương đối alen A của quần thể P ban đầu.
q(a) : Tần số tương đối alen a của quần thể P ban đầu.
+ Ta có: p(A) + q(a) = 1
 p(A) = 0,41 + 0,58/2 = 0,7
q(a) = 1 – 0,7 = 0,3.
+ Kết quả ngẫu phối giữa các cá thể ở thế hệ P như sau:
F1:
Đực
p(A)
q(a)
Cái
0,7A

%

SL

%

SL

%

39

13

33,33%

18

46,15%

6

15,38% 2

5,14%

37

3


- Kết quả này cho thấy phần nào tác dụng của đề tài.

15


PHẦN THỨ III. KẾT LUẬN
Qua việc thực nghiệm trên 2 lớp 12 – ban cơ bản, trong đó có 1 lớp làm đối
chứng, tôi nhận thấy ở các lớp được giáo viên phân loại bài tập và hướng dẫn
cách giải quyết các dạng bài tập đó, học sinh không còn lúng túng trong khi bài
tập, các em có hứng thú trong giờ học, không còn sợ bài tập di truyền quần thể.
Trong việc hướng dẫn học sinh giải các bài tập phần di truyền quần thể
nếu giáo viên đã phân dạng và xây dựng phương pháp giải chung cho từng dạng
thì sẽ thuận lợi cho giáo viên khi dạy tiết giải bài tập, cũng như bồi dưỡng học
sinh giỏi, nhờ đó tiết dạy có tính chủ động và tạo hứng thú cho học sinh hơn.
Học sinh sau khi đã tiếp cận với dạng bài tập và phương pháp giải mỗi dạng
bài tập thì sẽ tự tin và lập luận chặt chẽ không bỏ bước giải, nhờ đó hiệu quả bài
giải cao hơn.
Tóm lại, hoàn thiện các phương pháp giải bài tập có ý nghĩa rất lớn trong
việc nâng cao chất lượng dạy và học Sinh học. Trên đây chỉ là một nội dung nhỏ
mà tôi muốn đưa ra mong nhận được ý kiến đóng góp của các bạn đồng nghiệp
để tôi có thể rút kinh nghiệm được sâu sắc hơn, việc giảng dạy có thể đạt chất
lương tốt hơn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Si Ma Cai , tháng 03 năm 2014
Người viết

Phan Trọng Khương

16